海洋石油钻井平台吊机监测系统

介绍了海洋石油钻井平台吊机监测系统。该系统采用单片机作为下位机进行数据采集和处理,采用工业平板电脑作为上位机为操作员提供良好的操作界面。上位机配置嵌入式操作系统和触摸屏,为操作人员提供吊机的各种参数信息,同时将吊机吊臂及负荷的实际工作情况以动画的形式显示在屏幕上,为吊机的安全运行创造了条件。吊机监测系统在海上风力7级条件下测试数据表明,吊机动态显示数据非常准确,质量动态测试误差为0.2％;角度误差为±1°;水平距离计算误差小于0.2m。     

浅谈随钻测量仪的节电设计

随着油田开发进入中后期,对钻井工艺要求越来越高了,常常要打一些定向井,所以油田对随钻测量仪的需求量越来越大,油田需求最多的是无线遥测形式随钻测量仪,我公司对无线随钻测量仪进行开发。在随钻测量仪中而随钻测量仪大多数使用电池来供电,这样一来电池能量的大小就决定了随钻测量仪在井下连续工作的时间。目前大多数使用电池的随钻测量仪在井下连续工作的时间都在150至200小时,如何在不增加电池数量的前提下提高随钻测量仪在井下连续工作的时间就成为我们重点研究的课题,该文介绍在随钻测量仪器中对节电的设计应用。     

随钻地层压力测量装置测量控制系统的设计

为了解决地层压力随钻测量中存在的困难,针对地层压力测量装置的工作特点和测试环境,设计了一种基于随钻地层压力测试装置的测量控制系统.系统采用井下涡轮发电机与高温锂电池双电源供电,实现了井下环空压力、管柱压力数据的采集以及井下电磁阀的精确控制和地层压力的预测.随钻过程中可接收到井口下传指令,同时测量数据可实时上传地面.试验测试结果表明,该系统用于测试地层压力是可行的,系统具有设计合理、体积小、功耗低、可靠性高的优点.     

基于Windows CE．NET的嵌入式随钻数据监测系统设计

Windows CE．NET是模块化抢先式多任务实时嵌入式操作系统。嵌入式操作系统,以其紧凑、高效、可裁减等优点适用于硬件资源受限的各种工业监控系统中。本文在分析Windows CE．NET嵌入式实时操作系统的体系结构、系统特点的基础上,介绍了基于Windows CE.NET的嵌入式随钻数据监测系统的总体结构、硬件平台和软件系统。     

半潜式钻井平台司钻虚拟操作系统设计

虚拟现实技术为在虚拟的数字世界中给人类营造真实的自然场景、生成人类想要表现和操作的对象提供了极为有效的技术手段和方法,由于其在经济性和安全性方面突出的表现,使其成为目前处理高端复杂系统相关难题的有效解决方案。本文提出的半潜式钻井平台司钻虚拟操作系统设计的主要目标是设计用于深水钻机司钻操作培训的虚拟操作培训系统,以解决深水半潜式钻井平台司钻操作的培训难题。     

MEMS随钻惯性测量单元设计与实现

针对基于磁通门随钻测量的局限性与惯性技术测量方案优势,结合随钻测量过程中强冲击、震动等环境特点,设计并实现了基于MEMS陀螺仪和加速度计的随钻惯性测量单元。对系统测试发现MEMS陀螺随机漂移误差较大,为此,采用改进时间序列分析法对巴特沃斯低通滤波后信号随机漂移进行建模。与传统时间序列方法建模相比,新方法降低了模型预测误差,滤除MEMS陀螺随机漂移误差更为明显,且在提高精度的同时保证了数据处理实时性。结果表明:系统能够实现近钻头安装,在钻进的同时完成相应参数的测量,达到设计要求。     

超声波随钻井径检测仪的数据采集与传输

为了更好地发挥随钻测井仪检测数据的真实性和使用灵活性等优点,文中基于Actel公司的APA075FPGA数据采集和传输系统所涉及到的AD数据采集、FPGA数据缓存、FPGA中数据的串口发送三部允在实验室自制的一块FPGA最小系统板上,开发了一种激发换能器来对回波进行采集、缓存和传输。     

基于无线传感器网络的钻井井场监测系统

无线传感器网络已经广泛应用于工业监控领域,本设计在无人值守作业条件下,能够连续监测钻井井场各种信息的系统.运用无线传感器网络技术设计了泥浆压力、温度、硫化氢等传感器节点,实现现场信息采集,运用优化理论设计的数据传输协议完成数据的高效传输.各无线传感器节点采用锂电池供电,体积小,监控中心观察到的井场信息能够实时反映现场的状态,实现数字化油田.     

深水储油装置油水界面监测系统的设计

针对水下储油设施尺寸大、液位测量量程范围大的特点,设计了一种水下大量程范围油水界面监测系统。该系统采用主测量方法和辅助测量方法两种方法实现监测。主测量方法采用分段测量法:采用导波雷达液位变送器来监测油水上界面位置;采用采样分析法来监测油水下界面位置。辅助测量法则通过测量储油装置内部固定两点的差压值来判断油水界面的位置。两种测量方法相互补充,实现了对水下大量程范围油水界面的准确监测,确保了对油水界面的适时控制,既保证了外输原油品质,也避免了对海洋环境的污染。该系统解决了现有油水界面测量方法无法实现水下大量程范围油水界面监测的技术难题,对深水储油技术的发展具有重要的意义。     

随钻脉冲曼码信号处理研究

随钻测量过程中,井下随钻测量信号通过钻井液脉冲方式传输到地面,地面采集到的信号往往包含了各种噪声和干扰,为了正确地恢复源信号,采用基于最小均方的自适应噪声对消算法.同时,利用改进锁相环方法来正确地恢复时钟,寻找准确的采样点.通过现场采集的钻井液脉冲信号进行验证,曼码信号处理能成功恢复码子,还原有效信息.     

基于双处理器架构的地层压力测控系统设计

针对地层压力随钻测量困难、耗时等问题,以及工具下入困难、工具遇卡等潜在风险,提出了一种基于双处理器的随钻地层压力测量控制系统。在随钻过程中通过压力传感器测量井下压力,由主处理器TMS320F2812对地层压力值进行采集与处理;从处理器ATMEGA8对电磁阀进行智能控制,实现分流器、换向器与执行机构的协调配合,从而获得实时地层压力数据。实验结果表明：该系统实现了在井下高温、高压和强干扰的恶劣环境下对压力信号进行采集、分析、传输和存储,系统设计合理并具有较好的抗干扰性与实用性。     

可穿戴腕部体温监测装置设计

为解决各式体温计测温时间长、精度不高及操作繁琐等问题,提出并实现了一种基于腕部测温的可穿戴体温监测装置的设计方案.通过对人体体表温度和深度温度的分析,确定了腕部体表温度与以腋下温度为基准的体温间的补偿方案;对测温装置进行了设计实现并对数据的处理进行了优化.实验结果证明:设计的体温监测装置稳定性好,精度高,且支持高频率、实时的体温采集.     

基于压电加速度传感器的天车监测系统设计

天车吊运系统不能实时监测大车、小车的运行速度和行车位置,为实现对天车的实时监测,将压电式加速度传感器应用到天车吊运系统中;介绍了加速度传感器的基本原理;阐述了振动信号采集系统的硬件组成,并利用图形化开发工具LabVIEW平台实现信号的高速采集;通过采集加速度传感器的输出电压,根据输出电压和灵敏度的关系,获得加速度的值,将加速度的值积分运算可进一步获得天车的速度和位移量;最终达到天车运行状态的实时监测,提高了天车运行系统的可靠性。     

基于虚拟仪器概念的航天用加速度表测试系统的设计

讨论了一种采用虚拟仪器思想建构的航天用加速度表测试系统的设计与开发，从虚拟仪器入手，提出了在航天系统普遍通用的加速度表的新的设计思想，并着重从系统的模块功能论述了该测试系统的通用性，使得该测试系统能应用在多个平台上。     

虚拟仪器在电力系统谐波测量中的应用

从软、硬件两方面实现了应用于电力系统谐波测量的虚拟仪器系统 ,仿真结果表明该系统提高了谐波测试的实时性和准确性。     

基于电阻式应变片的近钻头工程参数测量技术研究

近钻头工程参数的随钻测量对安全、高效钻井具有重要意义。在分析近钻头处钻铤的受力与运动形式基础上,基于钻铤应力与应变的关系,建立了钻压、扭矩、弯矩等井下工程参数的测量模型与实验模型。通过传感器的优化布局,测量模型较好地解决了三个被测参数之间的耦合问题,实验模型给出了相对准确的测量结果和合理可行的井下工程参数测量解决方案。最后,分析讨论了测量装置的温度补偿、测量模型简化等问题,为近钻头工程参数随钻测量装置的研制奠定了基础。     

随钻声波测井仪井下信号采集与处理系统设计

针对随钻声波测井信号的特点,设计了一种基于"DSP+ADC"的井下信号采集与处理系统。介绍了电路的硬件结构和软件设计流程,重点描述了6通道模拟信号的高精度同步采样方法及数据压缩算法。设计中充分利用了DSP的丰富资源,实现各种控制及数据传输接口,并完成相应的数据处理。实验结果表明,该电路的设计满足随钻声波测井的实时性、低功耗要求,在井下高温高压恶劣环境中能够可靠地长时间工作。